综述:腺病毒导管内注射在乳腺中进行谱系追踪的方法

【字体: 时间:2025年07月08日 来源:Journal of Mammary Gland Biology and Neoplasia 3.0

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  这篇综述系统评价了腺病毒(Ad)-Cre导管内注射技术在乳腺生物学研究中的应用价值。文章比较了该技术与传统他莫昔芬诱导CreER/loxP系统的优劣,重点阐述了Ad-Cre在乳腺上皮细胞(MEC)命运图谱绘制、乳腺癌细胞起源鉴定和肿瘤模型构建中的独特优势,同时探讨了其免疫微环境影响及与CRISPR条形码技术的整合前景。

  

引言

脉冲追踪谱系技术通过特定时间窗标记细胞群体并追踪其后代命运,已成为发育生物学和癌症研究的核心工具。在高度动态的乳腺组织中,该技术为解析复杂的细胞层级关系提供了关键手段。传统他莫昔芬诱导的CreER/loxP系统虽广泛应用,但存在雌激素信号干扰、乳腺特异性低等局限。相比之下,腺病毒(Ad)-Cre导管内注射技术通过瞬时表达Cre重组酶,实现了快速、器官特异性的遗传标记。

腺病毒编码蛋白的体内动力学

腺病毒作为非整合型DNA病毒,其携带的转基因表达呈现典型瞬时特征。研究表明,CMV启动子驱动的GFP表达在注射后2天达峰,2周内近乎消失。这种短暂表达窗口(约2周)使其特别适合脉冲追踪实验。值得注意的是,使用乳腺特异性启动子(如Krt8、Krt5)时,Cre表达水平更低,可能进一步缩短有效标记期。

靶向不同MEC亚群的Ad-Cre导管内注射

通过替换病毒载体启动子,研究者开发了系列MEC亚群特异性Ad-Cre工具:

  • Ad-K8-Cre:特异性标记管腔细胞
  • Ad-K5-Cre:精准靶向基底细胞
  • Ad-Wap-Cre:针对肺泡管腔细胞和管腔祖细胞(LP)

应用进展

命运图谱绘制
Ad-K8-Cre与Ad-K5-Cre证实管腔和基底谱系主要自我维持。Ad-Wap-Cre标记显示,LP在妊娠期分化为产奶的肺泡细胞,并在卵巢切除后长期维持,揭示其激素非依赖性自我更新能力。

肿瘤模型构建

  • Etv6-NTRK3融合基因模型中,Ad-K8-Cre诱导产生异质性肿瘤,而Ad-Wap-Cre仅引发基底转分化型肿瘤
  • Pik3caH1047R模型证实该突变可诱导基底-管腔谱系转换
  • Trp53缺失导致Claudin-low型肿瘤,而Brca1/Trp53共缺失则产生基底样肿瘤

免疫微环境影响
腺病毒注射会引发CD8+ T细胞持续浸润,这种"基线"免疫改变虽不影响肿瘤潜伏期,但需谨慎解读免疫相关数据。

技术比较

与传统CreER系统相比,Ad-Cre具有三大优势:

  1. 避免他莫昔芬的雌激素干扰
  2. 器官特异性更高
  3. 无需繁育转基因小鼠

未来方向

结合CRISPR/Cas9的"数字"条形码技术,可在Rosa26-loxP-Stopper-loxP-Cas9-EGFP模型中实现:

  • 传统荧光标记(模拟条形码)
  • CRISPR诱导突变(数字条形码)

这种多组学方法将有助于解决成年乳腺干细胞(MaSC)多能性争议,推动乳腺发育和肿瘤异质性研究进入单细胞精度时代。

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